企業(yè)現(xiàn)代設(shè)備管理的信息化支持系統(tǒng)MRO
清華大學(xué)軟件學(xué)院副院長(zhǎng) 王建民
摘要：為 支持預(yù)測(cè)性維修為主的綜合維修模式,從產(chǎn)品全生命周期管理角度出發(fā),研究了產(chǎn)品生命中期階段維護(hù)、維修和大修支持系統(tǒng)總體框架以及維護(hù)、維修和大修支持技 術(shù)體系。在總結(jié)維修服務(wù)系統(tǒng)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上,分析了維護(hù)、維修和大修服務(wù)管理需求,給出了維護(hù)、維修和大修支持系統(tǒng)總體框架和支持技術(shù)體系。最后,闡述 了維護(hù)、維修和大修支持技術(shù)體系各個(gè)部分的核心技術(shù)。
關(guān)鍵詞：維修服務(wù) 維護(hù)、維修和大修 支持系統(tǒng) 支持技術(shù) 決策支持 運(yùn)行監(jiān)控
MRO（Maintenance, Repair and Overhaul）是產(chǎn)品在使用階段所進(jìn)行的各種維護(hù)、維修、大修等制造服務(wù)活動(dòng)的總稱。隨著先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)由制造為中心日漸變向以創(chuàng)新與服務(wù)為中心轉(zhuǎn)變， 產(chǎn)品服務(wù)的效率和質(zhì)量成為企業(yè)生存與發(fā)展的關(guān)鍵因素，MRO業(yè)務(wù)已成為先進(jìn)制造企業(yè)收入的主體。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大型裝備的MRO費(fèi)用占裝備全生命周期管理 （Product Lifecycle Management，PLM）總費(fèi)用的60-70％。通用電氣(GE)年收入總額中服務(wù)業(yè)所占比重為：2003年占62.44%，2004年占 63.32%；通用汽車公司(GM)下屬的服務(wù)公司2004年利潤(rùn)達(dá)到29.1億美元，占GM全部利潤(rùn)的80%。
科技的不斷進(jìn)步導(dǎo)致產(chǎn)品的極大豐富，同時(shí)也誕生越來(lái)越復(fù)雜的產(chǎn)品。高價(jià)值復(fù)雜產(chǎn)品具有使用周期長(zhǎng)、維護(hù)成本高、技術(shù)管理嚴(yán)格等特點(diǎn)。工業(yè)化與信息化融合極大提升了產(chǎn)品研發(fā)與制造效率，同時(shí),對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)品運(yùn)行、日常維護(hù)和大修等業(yè)務(wù)帶來(lái)前所未有的沖擊，主要表現(xiàn)為：
（1）缺乏預(yù)警：隨著產(chǎn)品數(shù)字化水平的提高,可獲得各類工況信息和產(chǎn)品運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)采集和分析這些關(guān)鍵參數(shù)可以有效地識(shí)別產(chǎn)品的運(yùn)行狀況和預(yù)測(cè)可能發(fā)生的故障,而目前的靜態(tài)維護(hù)計(jì)劃缺乏故障預(yù)警的能力。
（2）響應(yīng)遲鈍：目前產(chǎn)品的維護(hù)和大修主要依靠人員的技術(shù)水平。培養(yǎng)一個(gè)稱職的維修服務(wù)技師的周期越來(lái)越長(zhǎng)。大量的技術(shù)資料需要通過(guò)人工進(jìn)行檢索，費(fèi)時(shí)、 費(fèi)力且容易出錯(cuò)。特別是經(jīng)過(guò)多次維護(hù)和大修的產(chǎn)品，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件性能、軟件版本都發(fā)生很多變化。一旦發(fā)生故障，從技術(shù)資料、人員素質(zhì)、維修產(chǎn)品、備 品備件等方面都會(huì)延誤響應(yīng)的時(shí)間。
（3）維修期長(zhǎng)：目前大部分大修活動(dòng)是將產(chǎn)品全部解體，然后分別檢查個(gè)部分的磨損情況，再制定各自的大修計(jì)劃和備件的訂貨合同。因此，每次大修需要的周期很長(zhǎng)，特別是關(guān)鍵部件的訂貨周期嚴(yán)重影響整個(gè)大修的周期,嚴(yán)重影響大型裝備的使用效率。
（4）備件冗余：涉及到國(guó)計(jì)民生的重大產(chǎn)品對(duì)維護(hù)和大修的周期有嚴(yán)格要求。為此，企業(yè)不得不預(yù)先準(zhǔn)備大量的、價(jià)格昂貴的備品備件。隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，產(chǎn)品數(shù)量的增加，備件造成的占用大量流動(dòng)資金的矛盾越來(lái)越大。
（5）過(guò)度維護(hù)：長(zhǎng)壽命產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中由于技術(shù)的進(jìn)步，維修過(guò)系統(tǒng)的性能可能超過(guò)原系統(tǒng)，零部件、組件或系統(tǒng)的可靠性也提高，但如果原定的定時(shí)靜態(tài)維護(hù)計(jì)劃依然不變，就會(huì)導(dǎo)致維護(hù)成本的嚴(yán)重浪費(fèi)。
（6）知識(shí)流失：產(chǎn)品運(yùn)行、維護(hù)和大修過(guò)程中可能發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中存在的缺陷，這是非常寶貴的知識(shí)。當(dāng)前企業(yè)缺少對(duì)這部分知識(shí)的捕獲、收集和反饋的渠道，延誤了產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)和性能改善的時(shí)機(jī)。
中國(guó)制造業(yè)正在從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)向服務(wù)經(jīng)濟(jì)的過(guò)渡，制造業(yè)與服務(wù)業(yè)融合加速，中國(guó)生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展迫切需要綜合運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展自主的MRO支持與系統(tǒng)。為此，國(guó)家863計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域“十一五”期間部署了“大型裝備維護(hù)、維修與大修支持系統(tǒng)”重點(diǎn)項(xiàng)目。
本文對(duì)國(guó)內(nèi)外主要MRO支持系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)研，重點(diǎn)分析了面向PLM的MRO支持系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)需求和核心功能需求。
1 MRO與PLM的關(guān)系
1.1產(chǎn)品全生命周期管理概念
PLM概念的提出可以追溯到20世紀(jì)末，美國(guó)著名的咨詢公司CIMdata認(rèn)為：PLM是一種戰(zhàn)略性的商業(yè)方法，它應(yīng)用一組一致的業(yè)務(wù) 解決方案來(lái)支持在廣義企業(yè)內(nèi)創(chuàng)建、管理、分發(fā)和使用覆蓋產(chǎn)品從概念到消亡整個(gè)生命周期的定義信息，它集成了人、過(guò)程和信息。PLM的協(xié)同運(yùn)作涉及到產(chǎn)品的 設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售、MRO支持、產(chǎn)品維護(hù)等產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)。
國(guó)內(nèi)外對(duì)于產(chǎn)品全生命周期技術(shù)的研究主要集中產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品全生命周期信息建模、智能、交互和協(xié)同的PLM等方面。 國(guó)內(nèi)學(xué)者經(jīng)過(guò)二十多年的深入研究，清華大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、南京理工大學(xué)等在產(chǎn)品全生命周期管理技術(shù)領(lǐng)域也取得了豐碩的理論成果。
從這些理論成果看，產(chǎn)品全生命周期可分為三個(gè)主要階段：(1)生命初期（BOL Beginning of Life），包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造；(2)生命中期（MOL Middle of Life)，包括使用、服務(wù)和維修保養(yǎng)；(3)生命末期（EOL End of Life)，包括產(chǎn)品再利用，原材料回收和銷毀處理。目前，在產(chǎn)品生命初期(BOL)，即設(shè)計(jì)和制造階段，各種信息化和數(shù)字化技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)相對(duì)成熟 和完善，例如：PDM系統(tǒng)著重解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理；CAPP系統(tǒng)著重解決產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理；ERP系統(tǒng)著重解決企業(yè)資源管理數(shù) 據(jù)；MES系統(tǒng)著重解決生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)管理；但是，在產(chǎn)品生命周期的MOL和EOL階段，信息化技術(shù)應(yīng)用相對(duì)滯后。
1.2 MRO支持技術(shù)與系統(tǒng)發(fā)展歷程
MRO是產(chǎn)品生命中期業(yè)務(wù)重要組成部分，MRO支持技術(shù)是制造服務(wù)業(yè)的核心支撐技術(shù)，它將現(xiàn)代MRO理論、信息通信技術(shù)和企業(yè)管理方法相結(jié)合，對(duì)產(chǎn)品 MRO數(shù)據(jù)、知識(shí)和過(guò)程進(jìn)行有效管理，支持產(chǎn)品制造商、用戶和維修服務(wù)商在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中共享產(chǎn)品相關(guān)信息的關(guān)鍵使能技術(shù)。開(kāi)發(fā)和應(yīng)用復(fù)雜產(chǎn)品MRO 支持系統(tǒng)是延伸制造業(yè)價(jià)值鏈、 提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力和可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。
MRO支持系統(tǒng)是將MRO理論和企業(yè)管理方法相結(jié)合，支持產(chǎn)品制造商、用戶和維修服務(wù)商進(jìn)行維修過(guò)程管理、維修過(guò)程優(yōu)化和輔助維修決策的信息系統(tǒng)。隨著產(chǎn) 品維修模式的不斷發(fā)展和信息技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，MRO支持系統(tǒng)也經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)管理到支持MRO業(yè)務(wù)過(guò)程，從分散應(yīng)用到整體集成、從管理業(yè)務(wù)信息到發(fā) 現(xiàn)知識(shí)進(jìn)而輔助決策的發(fā)展過(guò)程。歸納起來(lái)，主要經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：
第一階段：手工電子文檔管理。早期的MRO數(shù)據(jù)管理僅由人工通過(guò)電子表格記錄設(shè)備維修相關(guān)數(shù)據(jù)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙介質(zhì)文檔。在這一階段，延續(xù)了手工管理模式，這種手工MRO數(shù)據(jù)管理方式下數(shù)據(jù)正確性難以保證。目前，在我國(guó)仍然有很多企業(yè)采用這種MRO管理方式。
第二階段：零散的維修數(shù)據(jù)管理。研究開(kāi)發(fā)出面向不同專業(yè)和部門的MRO管理軟件，例如：MRO管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、故障診斷和分析系統(tǒng)、數(shù)字化設(shè)備監(jiān)控工具等。這種零散的MRO管理系統(tǒng)難以保證數(shù)據(jù)的一致性，給企業(yè)造成了新的“信息孤島”。
第三階段：衍生的MRO管理系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)集成技術(shù)在制造企業(yè)的推廣應(yīng)用，一些專業(yè)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)商（如：ERP/CRM/SCM/EAM等）意識(shí)到制造 服務(wù)業(yè)是下一個(gè)具有巨大增值空間業(yè)務(wù)領(lǐng)域。于是出現(xiàn)了各種具有不同專業(yè)特色的擴(kuò)展MRO管理系統(tǒng)。例如： 基于ERP的資產(chǎn)管理系統(tǒng)、基于CRM的MRO系統(tǒng)和基于SCM的物資管理系統(tǒng)等。擴(kuò)展的MRO管理系統(tǒng)的共同特征是：僅僅將MRO作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的靜 態(tài)數(shù)據(jù)管理對(duì)象集成到原有的專業(yè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)中，難以保證MRO數(shù)據(jù)和過(guò)程管理的全面性和有效性需求。
第四階段：面向全生命周期的MRO支持系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是：為企業(yè)建立了一個(gè)管理產(chǎn)品（資產(chǎn)）從概念設(shè)計(jì)一直到壽命終結(jié)的所有知識(shí)的環(huán)境。對(duì)于原始設(shè)備制 造商，允許從產(chǎn)品配置與運(yùn)營(yíng)信息向前鏈接至產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與制造過(guò)程，以提高產(chǎn)品質(zhì)量與客戶支持。對(duì)業(yè)主/運(yùn)營(yíng)商或者第三方服務(wù)商，通過(guò)服務(wù)數(shù)據(jù)管理功能建立起 資產(chǎn)定義與知識(shí)管理的一個(gè)單一來(lái)源，從而通過(guò)提高服務(wù)生產(chǎn)力與質(zhì)量來(lái)改進(jìn)MRO的規(guī)劃、執(zhí)行以及營(yíng)運(yùn)資金的利用。
面向全生命周期的MRO支持系統(tǒng)為企業(yè)建立了一個(gè)管理產(chǎn)品（資產(chǎn)）從概念一直到壽命終結(jié)的所有知識(shí)的環(huán)境。對(duì)于原始設(shè)備制造商，允許從產(chǎn)品配置與運(yùn)營(yíng)信息 向前鏈接至產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與制造過(guò)程，以提高產(chǎn)品質(zhì)量與客戶支持。對(duì)業(yè)主/運(yùn)營(yíng)商或者第三方服務(wù)商，通過(guò)服務(wù)數(shù)據(jù)管理功能建立起資產(chǎn)定義與知識(shí)管理的一個(gè)單一來(lái) 源，從而通過(guò)提高服務(wù)生產(chǎn)力與質(zhì)量來(lái)改進(jìn)MRO的規(guī)劃、執(zhí)行以及營(yíng)運(yùn)資金的利用。
1.3 MRO支持系統(tǒng)在PLM中地位和作用
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以客戶為中心的經(jīng)營(yíng)理念逐漸在制造企業(yè)中確立，MRO作為保證產(chǎn)品使用價(jià)值和企業(yè)與客戶直接接觸的環(huán)節(jié)，其在制造系統(tǒng)中的重要作用日漸凸現(xiàn)。
上圖說(shuō)明了在一個(gè)典型產(chǎn)品的全生命周期業(yè)務(wù)流程中產(chǎn)品MRO的地位和作用，具體包括以下方面：
（1）MRO對(duì)供應(yīng)商的作用：各級(jí)零配件供應(yīng)商在向用戶提供維修零配件的同時(shí)，也接受用戶對(duì)各個(gè)零配件使用情況（零配件的使用效果、性能、質(zhì)量狀況）的反饋。因此，MRO對(duì)提高整個(gè)配件供應(yīng)鏈的整體水平具有不可替代的促進(jìn)和反饋?zhàn)饔谩?br />
（2）MRO對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的作用：產(chǎn)品設(shè)計(jì)處于制造過(guò)程的起點(diǎn)，在該環(huán)節(jié)，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門需要確定目標(biāo)客戶的需求，并最大限度從用戶的需求中獲得產(chǎn)品的開(kāi)發(fā) 創(chuàng)意。產(chǎn)品是否最終獲得市場(chǎng)的肯定，在很大程度取決于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)創(chuàng)意與用戶需求的吻合程度。MRO是產(chǎn)品制造企業(yè)在產(chǎn)品使用過(guò)程中向用戶提供的各種服務(wù)， 因此用戶對(duì)產(chǎn)品的功能配置、性能參數(shù)是否滿足實(shí)際的應(yīng)用最具有發(fā)言權(quán)，從他們那里得到的信息也最真實(shí)和具有價(jià)值。因此，通過(guò)MRO對(duì)這些信息加以收集、整 理和分析，可以為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供好的創(chuàng)意，為已有產(chǎn)品的性能優(yōu)化提供依據(jù)。
（3）MRO對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)制造的作用：質(zhì)量是制造出來(lái)的。在制造過(guò)程中，通過(guò)不同的質(zhì)量管理手段將產(chǎn)品質(zhì)量控制在用戶的期望水平之內(nèi)。在產(chǎn)品質(zhì)量控制過(guò)程 中，除了需要對(duì)制造過(guò)程的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以對(duì)影響質(zhì)量的各種因素進(jìn)行嚴(yán)格控制外，還需要來(lái)自于產(chǎn)品使用過(guò)程的各種質(zhì)量信息（各種故障現(xiàn)象和故障數(shù)據(jù)）反 饋。這些質(zhì)量信息來(lái)源于真實(shí)的產(chǎn)品使用環(huán)境，對(duì)于質(zhì)量改進(jìn)和產(chǎn)品質(zhì)量水平的提高具有絕對(duì)的發(fā)言權(quán)。
綜上所述，提高M(jìn)RO質(zhì)量，需要綜合利用產(chǎn)品全生命周期信息，特別是產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)文檔和參數(shù)，以及產(chǎn)品的制造和裝配信息。另一方面，MRO在促進(jìn)產(chǎn)品的銷售、提高供應(yīng)商和產(chǎn)品生產(chǎn)制造的過(guò)程質(zhì)量、為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供創(chuàng)意和產(chǎn)品改進(jìn)等方面都具有十分重要的作用。
2 MRO支持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用與研究現(xiàn)狀分析
復(fù)雜產(chǎn)品的MRO需求具有很強(qiáng)的行業(yè)和領(lǐng)域特征。隨著信息技術(shù)在企業(yè)推廣應(yīng)用的不斷深入和產(chǎn)品維修模式的發(fā)展， 國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)了很多MRO支持系統(tǒng)。
2.1 MRO支持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
目前國(guó)外主流的MRO支持系統(tǒng)仍然屬于第三代產(chǎn)品，主要包括： Oracle 公司的綜合維護(hù)、維修和大修管理系統(tǒng)（Complex MRO）、SAP的SAP MRO、Siemens的Teamcenter® MRO、IBM的Maximo、AuRA等。
國(guó)外的MRO產(chǎn)品還有： Scottish公司面向航空行業(yè)的專業(yè)MRO系統(tǒng)、JDA 軟件集團(tuán)公司 (Nasdaq: JDAS)的Manugistics 驅(qū)動(dòng)的 JDA MRO等。
目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有成熟的高端MRO軟件產(chǎn)品。大部分國(guó)內(nèi)自主開(kāi)發(fā)的MRO相關(guān)軟件產(chǎn)品基本上屬于第2～3代MRO產(chǎn)品。包括：
北京神農(nóng)氏軟件有限公司開(kāi)發(fā)的“SmartEAM設(shè)備管理系統(tǒng)”、廣州市正泰商業(yè)數(shù)據(jù)有限公司開(kāi)發(fā)的EAM設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)、西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院開(kāi) 發(fā)了“基于Web的數(shù)控設(shè)備維修信息管理系統(tǒng)”、西安翔宇航空科技股份有限公司研制的機(jī)務(wù)工程管理系統(tǒng)（MES） 、北京海頓新科技術(shù)有限公司的海頓設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所數(shù)據(jù)中心開(kāi)發(fā)的可靠性維修性保障性工程軟件 CARMES、北航可靠性工程研究所和北京可維創(chuàng)業(yè)科技有限公司開(kāi)發(fā)的可維ARMS2.5軟件等。其它MRO產(chǎn)品還有： 鐵路貨車技術(shù)管理信息系統(tǒng)（鐵道部）、武器產(chǎn)品的遠(yuǎn)程監(jiān)控和服務(wù)系統(tǒng)（南京理工大學(xué)）、數(shù)控機(jī)床維護(hù)及故障分析系統(tǒng)（北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院）、航空發(fā)動(dòng)機(jī)全生 命管理系統(tǒng)（哈爾濱工業(yè)大學(xué)）。
2.2 MRO支持系統(tǒng)應(yīng)用情況
MRO支持系統(tǒng)的重點(diǎn)關(guān)注應(yīng)用行業(yè)包括：制造業(yè)（冶金、化工、汽車、煙草、制藥、工業(yè)設(shè)備、武器裝備等），交通運(yùn)輸業(yè)（航空、機(jī)場(chǎng)、航運(yùn)、碼頭、鐵路、地鐵等），電力業(yè)（發(fā)電、輸配電、核電等）和能源業(yè)（石油開(kāi)采、煉油加工、天然氣輸送、采礦等）。
目前國(guó)外許多大型企業(yè)已經(jīng)廣泛實(shí)施MRO系統(tǒng)，尤其在軍工企業(yè)，80％的美國(guó)空軍武器系統(tǒng)承包商（波音、洛克西德•馬丁、諾斯羅普•格魯曼、普惠、漢盛、 通用宇航原子能系統(tǒng)等）都在使用MIRO公司的GOLD系統(tǒng)，用來(lái)支持并改進(jìn)其航空維護(hù)、后勤管理, 進(jìn)行過(guò)程和功能數(shù)據(jù)記錄等；MRO軟件公司的MAXIMO在美國(guó)ABC電視網(wǎng)絡(luò)、法國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商SFR、荷蘭Libertel公司等電信行業(yè)的應(yīng)用較為成 功；Datastream公司的MRO產(chǎn)品在加拿大Brookling、美國(guó)南方核電、新加坡PowerSeraya、AT&T、Sprint、 Qwest、Progress也進(jìn)行了成功實(shí)施?？梢?jiàn)國(guó)際MRO系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，且取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有自主開(kāi)發(fā)的通用的MRO軟件平臺(tái)，多圍繞相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展專用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。而對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品使用企業(yè)則更多的是引入國(guó)外成熟的MRO系統(tǒng)，如 SAP系統(tǒng)在航空運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用；IBM公司的Maximo在廣州地鐵、中海油、嘉興電廠和七臺(tái)河電廠的應(yīng)用；Datastream在云南電網(wǎng)生產(chǎn)管理系 統(tǒng)、神華集團(tuán)神東煤炭公司、中國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)-江蘇成功實(shí)施；IBM Maximo 在中國(guó)的用戶已經(jīng)超過(guò)200家。目前，國(guó)內(nèi)高端的MRO軟件市場(chǎng)完全被國(guó)外產(chǎn)品壟斷。
目前國(guó)內(nèi)仍有很多大型企業(yè)沒(méi)有應(yīng)用和實(shí)施MRO支持系統(tǒng)，或者使用零散的MRO管理系統(tǒng)，MRO軟件的市場(chǎng)需求相當(dāng)廣泛。
2.3 MRO支持技術(shù)研究現(xiàn)狀
歸納起來(lái)，目前的技術(shù)研究和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作主要集中在以下幾個(gè)方面：
（1）基于PLM的MRO支持。屬于第三代衍生的MRO管理系統(tǒng)，其目標(biāo)是將MRO支持作為PLM解決方案的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，利用產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的知識(shí)和信 息支持產(chǎn)品的MRO支持。在這方面有代表性的應(yīng)用技術(shù)是UGS/Teamceater提出的一種配置驅(qū)動(dòng)的MRO解決方案，該解決方案實(shí)際上是PLM技術(shù) 向MRO支持的延伸。其目的是為產(chǎn)品維修服務(wù)提供對(duì)產(chǎn)品配置的全面可見(jiàn)性，讓企業(yè)隨時(shí)全面掌握處于運(yùn)行狀態(tài)的全部資產(chǎn)情況。它通過(guò)強(qiáng)大的產(chǎn)品配置管理功 能，把零件及其相關(guān)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的實(shí)際資產(chǎn)配置聯(lián)系在一起，這種單一化、集成化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)來(lái)源有助于對(duì)零件的綜合管理。該解決方案還支持對(duì)維護(hù)和修理進(jìn) 行規(guī)劃，及時(shí)捕捉/管理維護(hù)需求，分析個(gè)別資產(chǎn)的利用趨勢(shì)，定義執(zhí)行特定維護(hù)任務(wù)所需要的資源，制定主動(dòng)上門服務(wù)計(jì)劃等。SAP的R/3系統(tǒng)中的 PM（Plant Maintenance）模塊提供對(duì)定期維護(hù)、檢查、耗損維護(hù)與服務(wù)管理的規(guī)劃、控制和處理，以確保各操作性系統(tǒng)的可用性。Oracle MRO管理系統(tǒng)提供針對(duì)設(shè)施、船只、飛機(jī)和工廠的前瞻性資產(chǎn)維護(hù)計(jì)劃及執(zhí)行方法。有效的資產(chǎn)管理會(huì)產(chǎn)生更豐厚的利潤(rùn)，延長(zhǎng)資產(chǎn)的壽命，并確保高度安全性和 可靠性。
（2）MRO的網(wǎng)絡(luò)化和智能化。主要的研究工作集中在如何利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和Web技術(shù)，使MRO業(yè)務(wù)更加靈活以及對(duì)客戶的響應(yīng)更加快捷。有的對(duì)基于web的 MRO支持進(jìn)行了研究，提出了基于web的售后服務(wù)模式及其總體結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建了相應(yīng)的售后服務(wù)支持系統(tǒng)。有的介紹了一種基于網(wǎng)絡(luò)的智能化售后服務(wù)支持系 統(tǒng)，在該研究中，作者分析了現(xiàn)有的售后服務(wù)系統(tǒng)中存在的各種問(wèn)題，如數(shù)據(jù)不能在數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上為不同的管理層提供決策支持和提高售后服務(wù)管理效率，進(jìn)而 提出了基于internet的智能化售后服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以方便客戶的售后服務(wù)請(qǐng)求和提高客戶的MRO支持質(zhì)量為目標(biāo)，提出了相應(yīng)的智能化售后服務(wù)處理流 程和管理職能。還有的提出了面向現(xiàn)代集成制造的網(wǎng)絡(luò)化售后服務(wù)模式，給出了基于該模式的總體框架模型和基于B/S結(jié)構(gòu)的三層體系架構(gòu)和功能體系。它將 CIM-OSA體系引入了系統(tǒng)建模，并在CIM-OSA（Computer Integrated Manufacturing-Openness System Architecture）建模思想的指導(dǎo)下建立了面向現(xiàn)代集成制造的網(wǎng)絡(luò)化售后服務(wù)系統(tǒng)的功能、組織、過(guò)程和信息視圖，保證了系統(tǒng)的順利開(kāi)發(fā)和實(shí)施應(yīng) 用。
（3）MRO業(yè)務(wù)信息管理。主要的研究工作集中在如何對(duì)MRO業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行追溯、如何對(duì)MRO中的維修索賠件和維修費(fèi)用進(jìn)行管理。有人提出了基 于產(chǎn)品可追溯性的售后服務(wù)管理信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，對(duì)不同供應(yīng)商提供的相同零部件的質(zhì)量問(wèn)題實(shí)現(xiàn)了快速追溯性管理，對(duì)有關(guān)信息實(shí)現(xiàn)了分級(jí)共享，有助于解決服 務(wù)過(guò)程中對(duì)不同供應(yīng)商提供的零部件質(zhì)量問(wèn)題的反饋和整改工作混亂滯后問(wèn)題。
從查閱的文獻(xiàn)來(lái)看，雖然國(guó)內(nèi)外MRO業(yè)務(wù)信息化管理方面都進(jìn)行了比較細(xì)致的研究，開(kāi)發(fā)了很多優(yōu)秀的MRO支持信息管理系統(tǒng)，但基本上還是局限于企業(yè)的售后 和維護(hù)部門范圍內(nèi)，缺乏從企業(yè)全局的角度、結(jié)合當(dāng)前企業(yè)信息化的其他信息系統(tǒng)（如PDM、ERP、SCM等）來(lái)綜合考慮企業(yè)產(chǎn)品在MRO支持階段的信息管 理、狀態(tài)檢測(cè)、運(yùn)行維護(hù)等方面，而且對(duì)于產(chǎn)品MRO支持?jǐn)?shù)據(jù)的分析和挖掘也不夠深入。因此，全面考慮企業(yè)業(yè)務(wù)中的各種關(guān)鍵因素，發(fā)展智能MRO支持技術(shù)在 產(chǎn)品全生命周期框架下的新理論和方法，是企業(yè)MRO支持研究方面的一個(gè)新的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)。
3 MRO支持系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和核心功能需求：
大量的研究和應(yīng)用表明，MRO支持系統(tǒng)是一個(gè)企業(yè)級(jí)解決方案，不是一個(gè)單項(xiàng)技術(shù)或應(yīng)用，而是一個(gè)技術(shù)和應(yīng)用的復(fù)雜集合體。下面從核心功能和關(guān)鍵技術(shù)兩個(gè)方面討論面向PLM的MRO支持系統(tǒng)。
3.1 MRO核心功能需求
分析第1節(jié)中MRO業(yè)務(wù)普遍存在的六個(gè)方面的問(wèn)題，可以歸納出產(chǎn)品MRO支持系統(tǒng)必須解決的六個(gè)共性的核心業(yè)務(wù)需求：裝備運(yùn)行信息管理、維修資料和知識(shí)管 理、維修需求及計(jì)劃管理、維修物料管理、維修監(jiān)控與確認(rèn)、維修執(zhí)行管理。MRO業(yè)務(wù)過(guò)程需要實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、銷售、使用與維護(hù)、報(bào)廢與回收等生命 周期階段之間的信息交互與反饋，其中涉及PLM、CRM、ERP、MES、SCM等應(yīng)用系統(tǒng)和決策支持工具之間的信息傳遞。MRO核心業(yè)務(wù)如圖2所示。
MRO核心業(yè)務(wù)示意圖
（1）運(yùn)行信息管理：產(chǎn)品關(guān)鍵部件的運(yùn)行數(shù)據(jù)應(yīng)該作為產(chǎn)品全生命周期管理的對(duì)象。通過(guò)有效地管理這些運(yùn)行數(shù)據(jù)，一方面可以展開(kāi)故障預(yù)測(cè)分析，同時(shí)也積累產(chǎn)品實(shí)際使用的知識(shí)，有利于不斷改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量。
（2）動(dòng)態(tài)維修計(jì)劃：按照每臺(tái)產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行情況，參照設(shè)計(jì)規(guī)范和采集的時(shí)間參數(shù)，動(dòng)態(tài)為每臺(tái)產(chǎn)品編制符合實(shí)際情況的日常維護(hù)、維修和大修計(jì)劃，減少不必要的過(guò)度維護(hù)和大修檢查。
（3）維修物料管理：備件數(shù)量不應(yīng)與產(chǎn)品數(shù)量成正比。異地備件中心為最近的維修服務(wù)中心提供最便捷的零備件供應(yīng)能力。利用運(yùn)行數(shù)據(jù)提供的信息和產(chǎn)品維修計(jì)劃的物料需求預(yù)計(jì)，最大限度地保證物料準(zhǔn)時(shí)供應(yīng)和適量?jī)?chǔ)存，避免物料短缺和過(guò)量存儲(chǔ)。
（4）維修監(jiān)控與確認(rèn)：接受維修計(jì)劃產(chǎn)生的工作單后，分配作業(yè)任務(wù)執(zhí)行人，發(fā)起維修執(zhí)行流程，監(jiān)控維修任務(wù)的執(zhí)行情況，并確認(rèn)作業(yè)任務(wù)是否已經(jīng)完成，最終完成工作訂單的簽署。
（5）維修執(zhí)行管理：為了保證日常維護(hù)和大修的質(zhì)量，必須把維修執(zhí)行納入產(chǎn)品全生命周期管理的一個(gè)組成部分進(jìn)行管理，利用制度，而不是依賴人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)保證質(zhì)量。
（6）維修資料與知識(shí)管理：維修人員需要及時(shí)地獲得產(chǎn)品有關(guān)維護(hù)和大修的技術(shù)文檔。設(shè)計(jì)人員需要及時(shí)獲得產(chǎn)品實(shí)際使用和維修的結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)。建立一個(gè)溝通設(shè)計(jì)、制造、使用、維修等不同人員共享的資料和知識(shí)共享平臺(tái)是提高維護(hù)服務(wù)水平的基礎(chǔ)。
3.2 MRO關(guān)鍵支持技術(shù)
面向PLM的MRO支持系統(tǒng)必須在整合現(xiàn)有衍生的MRO管理系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)各種產(chǎn)品尤其是復(fù)雜產(chǎn)品對(duì)于MRO的業(yè)務(wù)需求，綜合運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)備維護(hù)、 信息和企業(yè)管理等先進(jìn)技術(shù)成果，研制面向產(chǎn)品全生命周期、覆蓋完整MRO業(yè)務(wù)的復(fù)雜產(chǎn)品維修、維護(hù)和大修的支持系統(tǒng)。應(yīng)該滿足如下關(guān)鍵技術(shù)需求。
（1）可擴(kuò)展的MRO支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。主要目標(biāo)是使MRO支持系統(tǒng)能夠擴(kuò)展出支持多種行業(yè)（軌道交通、航空運(yùn)輸、發(fā)電設(shè)備、武器產(chǎn)品等）、多種維修組織結(jié)構(gòu) （產(chǎn)品制造企業(yè)、產(chǎn)品用戶企業(yè)和產(chǎn)品維修服務(wù)企業(yè)）和不同維修任務(wù)類型（預(yù)防性維護(hù)、排故型維修）的能力，具有高度的可擴(kuò)展性。主要應(yīng)達(dá)到如下要求：
a.小到表單表格、業(yè)務(wù)流程、查詢統(tǒng)計(jì)等，大到獨(dú)立的行業(yè)應(yīng)用構(gòu)件，都須達(dá)到可以自由創(chuàng)建、組裝、拆卸和替換，擴(kuò)展時(shí)不會(huì)影響到系統(tǒng)其它部分的可用性。
b.應(yīng)提供給用戶自主維護(hù)MRO支持系統(tǒng)的能力。能動(dòng)態(tài)調(diào)整MRO數(shù)據(jù)模型，并將MRO數(shù)據(jù)模型與MRO業(yè)務(wù)模型智能地關(guān)聯(lián)起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)非編程方式的數(shù)據(jù)模型和業(yè)務(wù)模型的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。
c.能夠支持外圍各種應(yīng)用接口的方法模型和數(shù)據(jù)模型，以及采用XML/Webservices規(guī)范進(jìn)行描述，并將外界和MRO支持系統(tǒng)之間的訪問(wèn)接口，例如手持MRO產(chǎn)品接口，都集中在一套統(tǒng)一的接口規(guī)范之下。
為達(dá)到上述要求，MRO支持系統(tǒng)需要綜合應(yīng)用
（2）支持海量數(shù)據(jù)和復(fù)雜關(guān)聯(lián)的MRO信息模型。產(chǎn)品尤其是復(fù)雜產(chǎn)品的MRO數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)規(guī)模龐大，數(shù)據(jù)資源動(dòng)態(tài)變化和數(shù)據(jù)生命周期的長(zhǎng)時(shí)間跨度等特征。因此，MRO信息建模必須解決傳統(tǒng)產(chǎn)品信息模型所不曾遇到的一些技術(shù)難點(diǎn)：
a.MRO數(shù)據(jù)實(shí)體的內(nèi)部及其之間往往存在著大量的需要維護(hù)與訪問(wèn)的關(guān)聯(lián)信息，而且這些關(guān)聯(lián)所聯(lián)系的數(shù)據(jù)實(shí)體的不同而具有不同的語(yǔ)義、值域、維度等，需要關(guān)注如何定義和維護(hù)MRO數(shù)據(jù)實(shí)體間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系。
b.MRO支持系統(tǒng)需要維護(hù)與訪問(wèn)的是一個(gè)在數(shù)據(jù)實(shí)體數(shù)目與實(shí)體關(guān)聯(lián)數(shù)目這兩個(gè)本質(zhì)維度上均迅速膨脹的十分龐大的數(shù)據(jù)資源。因此，必須解決海量MRO數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索問(wèn)題。
c.MRO相關(guān)的數(shù)據(jù)往往不是靜態(tài)存在的，而是隨著產(chǎn)品的使用和MRO業(yè)務(wù)過(guò)程動(dòng)態(tài)變化的。這種動(dòng)態(tài)性可能體現(xiàn)在數(shù)據(jù)實(shí)體和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)上；也可能體現(xiàn)在與應(yīng)用場(chǎng)景相關(guān)的數(shù)據(jù)視圖和數(shù)據(jù)操作上。因此，需要研究MRO數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)演化特性描述及其建模方法。
（3）BOM驅(qū)動(dòng)的MRO的計(jì)劃與過(guò)程管理技術(shù)。傳統(tǒng)的產(chǎn)品維修主要根據(jù)維修人員經(jīng)驗(yàn)和一般性的產(chǎn)品維修技術(shù)手冊(cè)制定維修計(jì)劃和分配維修資源，現(xiàn)代先進(jìn)的 各種維修模式要求根據(jù)產(chǎn)品的物理配置、實(shí)際運(yùn)行狀況和維修歷史等產(chǎn)品的全生命信息動(dòng)態(tài)制定和調(diào)整維修計(jì)劃。為此，需要解決如下技術(shù)難題。
a.產(chǎn)品MRO涉及到設(shè)計(jì)、制造、使用與維護(hù)等不同生命階段的大量MRO相關(guān)的信息，這些MRO信息之間存在著非常復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系。如何創(chuàng)建和維護(hù)產(chǎn)品維修BOM，并建立產(chǎn)品維修BOM與MRO信息之間的關(guān)聯(lián)是需要解決的技術(shù)難點(diǎn)。
b.現(xiàn)代產(chǎn)品尤其是復(fù)雜產(chǎn)品維修一般非常復(fù)雜，存在多種維修模式，每種維修模式所對(duì)應(yīng)的維修需求確定、維修計(jì)劃制定等業(yè)務(wù)功能均不相同。需要研究如何基于產(chǎn)品維修BOM，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種維修模式的維修需求確定和維修計(jì)劃制定功能的支持。
c.準(zhǔn)確地掌握產(chǎn)品維修BOM及其關(guān)聯(lián)的MRO信息的變化，及時(shí)查看技術(shù)資料、維修 歷史和資產(chǎn)配置，是提高維修活動(dòng)執(zhí)行準(zhǔn)確性和效率的基礎(chǔ)。需要研究如何基于產(chǎn)品維修BOM與MRO信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品維修信息的正向跟蹤和逆向追 溯，從而為維修活動(dòng)執(zhí)行提供完整準(zhǔn)確的必要信息。
4.關(guān)于MRO與EAM、ERP
這是許多企業(yè)和設(shè)備管理高層領(lǐng)導(dǎo)會(huì)提出的問(wèn)題，非常有 必要講一下。EAM、ERP廣泛應(yīng)用于企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)管理領(lǐng)域，而且也日趨完善，又有很多成功案例。它們和MRO不僅不相互排斥，在某些環(huán)節(jié)上還相互重合， 產(chǎn)生的作用十分相近。MRO服務(wù)設(shè)備生命中期MOL，但突出的是設(shè)備全生命周期管理，貫穿于初期BOL、中期MOL和末期EOL，而EAM、ERP則主要 集中體現(xiàn)在中期MOL階段。MRO有先進(jìn)的理念和模式，但目前在我國(guó)還處于研究探索的階段，根本談不上誰(shuí)替代誰(shuí)的問(wèn)題。同時(shí)EAM、ERP還在繼續(xù)發(fā)展， 還在深化，對(duì)MRO的發(fā)展也有十分重要的借鑒意義。我歷來(lái)認(rèn)為：對(duì)于企業(yè)來(lái)講，最合適的才是最好的，這要看企業(yè)的實(shí)際需求。
5. MRO軟件未來(lái)的發(fā)展
對(duì)于MRO軟件未來(lái)的發(fā)展，可分為四個(gè)階段：
第一階段：產(chǎn)品檔案管理。業(yè)務(wù)特點(diǎn)在于用電子文檔代替手工文檔；技術(shù)特點(diǎn)在于使用了計(jì)算機(jī)并采用了電子化文檔管理模式。
第二階段：產(chǎn)品售后服務(wù)管理。業(yè)務(wù)特點(diǎn)在于被動(dòng)服務(wù)轉(zhuǎn)向計(jì)劃性服務(wù)；技術(shù)特點(diǎn)在于使用了互聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
第三階段：檢測(cè)與維修集成的MRO管理。業(yè)務(wù)特點(diǎn)在于主動(dòng)維修服務(wù)；技術(shù)特點(diǎn)在于使用了智能傳感器、移動(dòng)互聯(lián)以及物聯(lián)網(wǎng)。
第四階段：面向全生命周期的綜合MRO服務(wù)管理。業(yè)務(wù)特點(diǎn)在于使用了全生命周期的一體化管理；技術(shù)特點(diǎn)在于使用了云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及SNS和LBS。
6.結(jié)束語(yǔ)
比較歐美發(fā)達(dá)國(guó)家MRO支持軟件廠商有多年的發(fā)展歷史，國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域起步較晚，技術(shù)起點(diǎn)較低，對(duì)于高端MRO支持系統(tǒng)的研發(fā)，在體系架構(gòu)、軟件功能等方面 都存在較大的難度和不確定性，技術(shù)路線的選擇存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。而且國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)對(duì)于MRO的需求往往不夠明確，同時(shí)隨著企業(yè)的發(fā)展往往會(huì)出現(xiàn)新的MRO 需求；國(guó)內(nèi)對(duì)于MRO建模沒(méi)有一套切實(shí)可行的分析方法和理論。長(zhǎng)期以來(lái)，不同的行業(yè)(軌道交通、發(fā)電設(shè)備、航空運(yùn)輸?shù)?、不同企業(yè)體制(國(guó)營(yíng)制造企業(yè)、部 隊(duì)維修機(jī)構(gòu)、合資維修企業(yè))、不同的維修對(duì)象，形成了不同的維修組織體制和業(yè)務(wù)模式，整合到MRO支持系統(tǒng)有一定的困難。這些都會(huì)給MRO支持系統(tǒng)的研究 和開(kāi)發(fā)帶來(lái)很大的不確定性因素。本文的目的就是希望通過(guò)對(duì)MRO支持系統(tǒng)現(xiàn)狀的介紹和分析，使用戶對(duì)MRO的概念、作用、基本功能和關(guān)鍵技術(shù)有一個(gè)正確的 認(rèn)識(shí)，以輔助企業(yè)制定和實(shí)施其面向全生命周期的產(chǎn)品MRO管理戰(zhàn)略，支撐企業(yè)向制造服務(wù)轉(zhuǎn)型。
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